JP2005001708A - 充填包装機の横シール装置および充填包装機 - Google Patents

充填包装機の横シール装置および充填包装機 Download PDF

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Katsushi Iizuka
克司 飯塚
Orihiro Tsuruta
織寛 鶴田
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Abstract

【課題】生産性を低下させることなく、形状の異なる包装袋を容易に作り分けることができる充填包装機の横シール装置を提供する。
【解決手段】筒状フィルムを全幅にわたって押圧する横シールバーである受け部材27は、バーベース24によって支持されている。バーベース24を支持する支持板33は、水平線上に並ぶ一対の第1の孔33aおよび水平線に対し40°をなす線上に並ぶ一対の第2の孔33bを有している。バーベース24は、第1の孔33aを用いて支持板33に取付けられることで筒状フィルムの搬送方向と直交する形態となり、第2の孔33bを用いて取り付けられることで水平線に対して40°をなす形態となる。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充填物が投入された筒状フィルムの幅方向に熱シールすることで密閉された包装袋を製造する充填包装機の横シール装置に関し、特に、剣先形包装袋を製造可能な横シール装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、図6に示すような縦型充填包装機101を用いて剣先形(長ひし形)の包装袋166を製造することが知られている。
【0003】
縦型充填包装機101は、シート状のフィルムを筒状に形成するセーラー113と、フィルムの長手方向に熱シールすることによって筒状フィルム160を形成する縦シール装置110と、その筒状フィルム160を搬送するフィルム送りローラ148と、充填物を投入するための投入パイプ145と、充填物が投入された筒状フィルム160の幅方向に熱シールする横シール装置120とを備え、充填物が充填された包装袋166を製造する装置である。
【0004】
横シール装置120は、筒状フィルム60を半溶融状態にするための加熱手段(不図示)を備えるヒータバー(不図示)と、ヒータバーに対向配置された受け部材とからなる一対の横シールバーを備えている。これらの横シールバーはいずれも筒状フィルム160の搬送方向に対して所定の角度をなすように設けられている。
【0005】
図7に一例を示すように、一対の横シールバーの一方である受け部材127は、バー状の部材がバーベース124に対して所定の角度をなすように一体に形成されている。バーベース124の両端には係合部121が形成されており、バーベース124はこれら2つの係合部121が水平となるようにして縦型充填包装機101に取り付けられる。その結果、受け部材127は筒状フィルム160(図6参照)の搬送方向に対して所定の角度で交差する。また、受け部材127の中央部には受け部材127の長手方向に伸びる溝が形成されており、その溝に収まるようにして進退可能なカッター122が設けられている。受け部材127の、筒状フィルム160に当接する部位には耐熱ゴム128が貼られている。
【0006】
なお、図示しないが、ヒータバーも受け部材127と同様にバーベース(不図示)に一体に形成されており、受け部材127に対向するように配置されている。
【0007】
このような横シール装置120を用いて得られる包装袋166(図6参照)は、縦シール装置110によって熱シールされた縦シール部166bと、その縦シール部166bに対して斜交する横シール部166aとで密閉封止されるとともに、鋭角の先端部166cを有する剣先形となる。
【0008】
包装袋166を開封する場合、例えば、図中の一点鎖線で示す切断線Cに沿って切断することによって、開口部が包装袋166の隅部である先端部166cに形成される。その結果、包装袋166から充填物を作業性よく注出することができ、また、開口部の大きさも比較的容易に調整することができるため、注出する際に充填物がこぼれるのを防ぐことができる。こうした特長から、剣先形包装袋166は、例えば醤油、ソースなどの液状充填物、またはアンコなどのペースト状充填物を包装するのに適している。なお、横シール部166aにノッチなどを設ければ、開封性をより向上させることができる。
【0009】
このような包装袋およびその製造装置は、種々提案されている。(例えば、特許文献1参照)。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−284188号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような充填包装機では、一台の包装機で剣先形包装袋と一般的に用いられている長方形包装袋とを作り分けることができるように、通常、横シールバーはそれぞれの包装袋形状に応じたものに交換可能に設けられている。
【0012】
しかしながら、例えば、長方形包装袋から剣先形包装袋に作り替える場合に、長方形包装袋用の横シールバーを外し、剣先形包装袋用の横シールバーに付け替えるといった交換作業は手間がかかり煩雑であり、交換作業に要する時間が生産性を低下させる原因となっていた。また、一般的に横シールバーにはそれぞれ加熱手段およびカッターを駆動させるためのコード等が配線されているため、横シールバーを交換する場合、配線を解いて横シールバーを取り外し、異なる横シールバーを取り付けた後に再び配線するといった作業が必要であった。
【0013】
そこで本発明の目的は、生産性を低下させることなく、形状の異なる包装袋を容易に作り分けることができる充填包装機の横シール装置およびそれを用いた充填包装機を提供する。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の横シール装置は、筒状に形成された筒状フィルムを搬送しつつ充填物を投入し、充填物が充填された包装袋を製造する充填包装機に用いられ、筒状フィルムの幅方向に熱シールする横シール装置であって、筒状フィルムを間に置いて対向移動して筒状フィルムを全幅にわたって加圧し、熱シールする一対の横シールバーと、一対の横シールバーの、加圧面内で筒状フィルムの搬送方向に対する角度を可変にする角度切換え構造とを有する横シール装置。
【0015】
本発明による横シール装置によれば、横シールバーの筒状フィルムの搬送方向と交差する角度が角度切換構造によって可変に設けられているため、横シールバーの角度を変更するのに大がかりな作業が不要である。特に横シールバー自体を取り付け直す必要がないため、煩雑な配線作業や、横シールバーを加熱し直す時間を省くことができる。したがって、生産性を低下させることなく形状の異なる包装袋を作り分けることができる。
【0016】
そのような角度切換え構造は、横シールバーまたは横シールバーを支持する支持部材の一方に設けられた係合突部と、横シールバーまたは支持部材の、係合突部が設けられていない一方に設けられるとともに、横シールバーと支持部材との姿勢を可変に係合突部と係合する係合凹欠部と、横シールバーと支持部材とを互いに固定する固定手段とを含むものであればよい。
【0017】
このような構成の角度切換え機構を用いて、横シールバーと支持部材とを係合させると、横シールバーは支持部材に対する姿勢が可変となる。そこで、固定手段によって、横シールバーと支持部材とを所望の姿勢で固定することによって横シールバーの角度を変更することができる。
【0018】
一対の横シールバーは、筒状フィルムを熱シールするための加熱手段が配設されるヒータバーと、ヒータバーに向かって進退可能に設けられ、熱シールによって形成された熱シール部を切断するカッターを備える受け部材とからなるものであっても上述同様の効果を得ることができる。
【0019】
上述の横シール装置と、筒状に形成された筒状フィルムを搬送するフィルム送り手段と、筒状フィルム内に充填物を投入する投入パイプとを有し、充填物が充填された包装袋を製造する充填包装機を用いることによって、例えば、長方形包装袋から剣先形包装袋に作りかえる場合であっても生産性を落とすことなく製造を続けることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態による横シール装置を備える縦型充填包装機であって、剣先形包装袋を製造する状態を示している。図2は、図1に示す縦型充填包装機であって、長方形包装袋を製造する状態を示している。
【0021】
図1に示す縦型充填包装機1(以下、単に「包装機1」という)は、シート状のフィルムの両側縁が重なった重ね合せ部を形成するように、フィルムを筒状に形成するセーラー13と、その重ね合せ部を熱シールして筒状フィルム60を形成する縦シール装置10と、筒状フィルム60を搬送するフィルム送りローラ148と、充填物を投入するための投入パイプ45と、充填物が投入された筒状フィルム60を挟みつつ下方に送るシゴキローラ40と、フィルム60の幅方向に熱シールする横シール装置20とを備え、充填物が充填された包装袋(剣先形包装袋66、長方形包装袋67)を製造する装置である。
【0022】
筒状フィルム60の搬送方向の上流側である包装機1の上部にはセーラー13が設けられており、セーラー13の下方には縦シール装置10が設けられている。これによって、シート状のフィルムの両側縁を重ね、その重ね合せ部を側縁に沿う方向に熱シールして筒状フィルム60を形成することができる。
【0023】
筒状フィルム60の搬送手段であるフィルム送りローラ48は、縦シール装置10の下方に設けられている。フィルム送りローラ48は、二対の円盤状ローラで構成されており筒状フィルム60を挟み込んで回転することで搬送手段として機能し筒状フィルム60を下方に送る。また、フィルム送りローラ48と縦シール装置10との間には案内板12が設けられており、これによって筒状フィルム60は案内され、フィルム送りローラ48が筒状フィルム60を安定して挟み込むことができる。
【0024】
フィルム送りローラ48の下方には、フィルム送りローラ48と同期して回転する一対のシゴキローラ40が設けられている。シゴキローラ40は、筒状フィルムの搬送方向に直交する方向に対向移動可能に設けられており、筒状フィルム60を間に置いて対向配置されている。シゴキローラ40は、鉛直方向に伸びるように配置されている投入パイプ45から充填物が投入された筒状フィルム60を押し潰した状態で回転することによって、充填物の存在しない扁平部を形成しながら筒状フィルム60を下方に送ることができる。
【0025】
シゴキローラ40の下方には、対向移動して筒状フィルム60を全幅にわたって押圧し、熱シールする一対の横シールバーを備える横シール装置20が設けられている。
【0026】
本実施形態では、一対の横シールバーの一方は、電熱ヒータ等の加熱手段(不図示)を備えるヒータバー26であり、他方は筒状フィルム60を切断するためのカッター22を備える受け部材27である。ヒータバー26および受け部材27は、筒状フィルム60を間に置いて対向配置されている。
【0027】
受け部材27のヒータバー26と対向する面には、ヒータバー26によって半溶融状態となった筒状フィルム60が受け部材27に付着するのを防止するため、シリコーンゴムなどの耐熱ゴムが貼り付けられている。また、筒状フィルム60熱シール部を切断するためのカッター22が、受け部材27の長手方向とほぼ平行に、かつ、ヒータバー26に対して進退可能に設けられている。一方、ヒータバー26の、カッター22と対向する部位には、カッター22が前進した際にカッター22が侵入可能な溝が形成されている。
【0028】
以下、横シール装置20について図3〜図5を参照し、より詳細に説明する。
【0029】
図3は、横シール装置20の上面図である。図3に示すように、ヒータバー26および受け部材27は、それぞれバーベース23,24、保持板32,33等によって支持され、サーボモータSMを駆動源として筒状フィルム60の搬送方向に直交する方向に対向移動可能に設けられている。なお、バーベース23,24は実質的にそれぞれヒータバー26、受け部材27と一体となっている。
【0030】
ヒータバー26を支持する板状部材からなるバーベース23の、ヒータバー26が配置されている面の両端にはスライダ軸35が一本ずつ互いに平行に、かつ受け部材27の方へ伸びるようにして設けられている。バーベース23は、ボルト3を固定手段として用いて支持板32に取り付けられている。支持板32の両端には、後述するように案内部材であるスライダ軸34との係合部が形成されている。
【0031】
一方、受け部材27もヒータバー26同様、バーベース23とほぼ同一形状の板状部材からなるバーベース24によって支持されている。図4の斜視図に示すように、筒状フィルム60の搬送方向と直交する方向すなわち水平方向に伸びるようにして配置される支持板33はバーベース24の支持体であって、その長手方向の中央付近にバーベース24との係合部である回動中心25が貫通孔として設けられている。また、回動中心25を中心とする同一円周上には一対の第1の孔33aと、一対の第2の孔33bが形成されている。一対の第1の孔33aは水平線上に並ぶように形成され、一対の第2の孔33bは水平線に対して40°をなす線上に配置されるように形成されている。すなわち、一対の第1の孔33aおよび一対の第2の孔33bはそれぞれ同ピッチで配置されている。これらはいずれもボルト3が貫通可能な貫通孔である。
【0032】
支持板33の両端には、上述の支持板32の案内部材として機能するスライダ軸34が、互いに平行に、かつ筒状フィルムの搬送方向と直交する方向と平行に設けられている。また、支持板33の、回動中心25とそれぞれのスライダ軸34が取り付けられている部位と間には案内孔33cが形成されている。
【0033】
バーベース24の、受け部材27が配置される面の反対側の面上であって、バーベース24の長手方向の中央付近には、回動中心25に係合する突起状の係合部24aが形成されている。ここで、係合部24aが配置される位置は、受け部材27の長手方向ほぼ中央となる位置である。また、同一面にボルト3の係合部(不図示)が形成されている。バーベース24の両端には、支持板33の案内孔33cと同一形状である案内孔24bが、一対の案内孔33cと同ピッチとなるように設けられている。これによって、スライダ軸35(図3参照)が案内孔24bと案内孔33cとを貫通することができる。
【0034】
上述のように構成されるバーベース24は、第1の孔33aを用いて支持板33に取付けられることで筒状フィルムの搬送方向と直交する形態となり、第2の孔33bを用いて取り付けられることで水平線に対して40°をなす形態となる。なお、説明を省略するがヒータバー26、バーベース23、および支持板33の構成も図4に示す構成とほぼ同様であり、ヒータバー26の筒状フィルムの搬送方向に対する角度を変更することができる。
【0035】
なお、本実施形態では、横シールバーの取付け角度は、筒状フィルムの搬送方向に直交する角度と、水平線に対して40°傾いた角度との2つのみであるが、これに限らず製造する包装袋の形状に応じて適宜設定するとよい。また、係合突部である24aおよび係合凹欠部として形成された回動中心25は互いに係合するものであれば形成される部材は限定されるものではなく、例えば、係合部24aが支持板33に形成され、回動中心25がバーペース24に形成されてもよい。さらには、バーベース24と支持板33との姿勢を可変に係合するものであれば、係合部24a(係合突部)および係合凹欠部の形状もそれぞれ円柱状、円孔状に限られるものではない。
【0036】
再び図3に戻り、支持板33に設けられた2本のスライダ軸34は、包装機1の基体(不図示)に固設された基体31によって摺動自在に支持され、基体31を貫通して基体31からさらに所定の長さだけ伸びている。互いのスライダ軸34は連結バー36によって連結されて、これによって支持板33と連結バー36とは実質的に一体となっている。また、支持板32は、スライダ軸34によって摺動自在に支持され、基体31と支持板33との間に設けられている。
【0037】
スライダ軸35は、ヒータバー26と受け部材27とが互いに最も離れた状態で、対向配置されているバーベース24の案内孔24bを貫通するように設けられている。このようにスライダ軸35をバーベース24の案内孔24bに貫通させることによって、バーベース23およびバーベース24、すなわちヒータバー26および受け部材27は常に互いに対向する。したがって、ヒータバー26および受け部材27の、回動中心25を中心とする回動方向における位置は互いに規制される。ヒータバー26等が水平方向に取り付けられている場合、ヒータバー26と受け部材27とが互いに近接すると、スライダ軸35は、支持板33に設けられた案内孔33c(図4参照)を貫通する。
【0038】
ヒータバー26および受け部材27を対向移動させるための駆動手段は基体31および連結バー36の間に配置されたサーボモータSMと、トグル機構を構成する各アーム37,38,39を有している。
【0039】
図5に示すように、回転自在に設けられている回転軸52上に設けられたプーリー50と、サーボモータSMの出力軸とにはタイミングベルト51が架けられている。これによってサーボモータSMの回転に応じて回転軸52が回転する。回転アーム37は、その中間部が回転軸52によって回転自在に支持されている。回転アーム37の片端には、支持板32に連結する第1のアーム38が回転自在に設けられ、回転アーム37の他端には連結バー36に連結する第2のアーム39が回転自在に設けられている。
【0040】
上述のように構成されている駆動手段では、例えば、図5(a)に示すヒータバー26および受け部材27の全開状態からサーボモータSMを作動させ、回転軸52を図示時計周りに回転させることによって、ヒータバー26を支持している支持体32がスライダ軸34に沿って前進する。
【0041】
ヒータバー26の前進と同時に、連結バー36が固定配置されている基体31から離れる方向に移動する。したがって、スライダ軸34によって連結されている支持体33が同期して基体31に近接する方向に移動する。
【0042】
こうして、ヒータバー26および受け部材27は互いに近接する方向に対向移動して、互いに当接することができる。第1および第2のアーム38,39は、ヒータバー26と受け部材27とが当接した状態(図5(b)参照)で、回転アーム37の回転中心を通り、かつヒータバー26等の移動方向と平行な直線上に位置するように構成されている。すなわち、各アーム37,38,39が一種のトグルジョイントを構成していることによって、ヒータバー26および受け部材27とが互いに当接した時の反力に屈して各アーム37,38,39が変位することを防止し、ヒータバー26および受け部材27を互いに離れる方向に変位不能に保持することができる。また駆動源としてサーボモータを用いているため、エアシリンダを駆動源とした場合に比べ、ヒータバー26および受け部材27の移動精度はより向上する。
【0043】
以上のように構成された本実施形態の横シール装置20では、2本のボルト3を外し、回動中心25を中心として所定角度(40°)回動させ、再びボルト3を締めることによって、支持板32,33に対するヒータバー26、受け部材27の取付け角度を、容易かつ短時間に変更することができる。この場合、横シールバーを交換するのではなく、取付け角度を変えているだけなので、一対の横シールバーで形状の異なる包装袋66,67を作り分けることができる。したがって、図7に示したような、包装袋66,67の形状に対応する横シールバーをそれぞれ用意しておく必要はなく、設備コストを抑えることができる。さらに、横シールバーの取付け角度を変えているだけなので、加熱手段(不図示)やカッター22を駆動させるためのコード等を配線し直す必要もない。
【0044】
従来、例えば、長方形包装袋から剣先形包装袋へと作り替える場合、加熱手段によって高温となっているヒータバーが冷めてから取り外し、剣先形包装袋用のヒータバーに付け替え、ヒータバーを加熱し直していた。そのため、ヒータバーの交換時間に加え、ヒータバーが加熱されるまでの時間が生産性低下の原因となっていた。しかし、本実施形態では、ヒータバー26は交換しなくてよいため、ヒータバーを加熱し直す必要がなく、効率的であるとともに作業時間をより短縮することができる。
【0045】
なお、本実施形態では受け部材27にカッター22が設けられている形態について説明したが、これに限定されることはない。例えば、筒状フィルムを熱シールするための一対の横シールバーをその取付け角度を調整可能に設け、一対の横シールバーによって形成された熱シール部を切断するカッターを、横シールバーとは別に搬送方向下流側に設けることもできる。この場合、横シールバー同様、カッターの筒状フィルムの搬送方向となす角度を可変に設けてもよい。これによって、包装袋の形状を変更する場合でも、配線を解いて他のカッターに交換するといった大がかりな作業を伴うことなく、容易にカッターの角度を切替えることができる。
【0046】
また、図4に示した横シールバーの固定手段も種々の変更が可能である。たとえば、第1の孔33aと第2の孔33bとを連ねた円弧形の長穴の貫通孔が形成されたものであってもよい。これによって、ボルト3を外すことなく取付け角度を変更することができる。
【0047】
なお、本実施形態では係合部24aがバーベース24に設けられているが、上述のようにバーベース23,24は実質的にヒータバー26,受け部材27と一体となっているため、係合部はヒータバー26、受け部材27に直接設けられているものであってもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の横シール装置は、加圧面内で筒状フィルムの搬送方向に対する横シールバーの角度を可変にする角度切換え構造を備えているため、横シールバーの搬送方向に対する角度を容易かつ短時間に変更することができる。したがって、生産性を低下させることなく形状の異なる包装袋を作り分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による横シール装置を備える縦型充填包装機であって、剣先形包装袋を製造する状態を示す図であり、(a)は正面図を示し、(b)はその右側面図を示している。
【図2】図1に示す縦型充填包装機であって、長方形包装袋を製造する状態を示す図であり、(a)は正面図を示し、(b)はその右側面図を示している。
【図3】図1に示す縦型充填包装機の横シール装置の上面図である。
【図4】受け部材周辺の構造を示す斜視図である。
【図5】横シール装置の駆動手段を示す断面図であり、(a)はヒータバーおよび受け部材が後退した状態であり、(b)はヒータバーおよび受け部材が前進した状態である。
【図6】剣先形包装袋を製造する従来の縦型充填包装機を示す図である。
【図7】図6の縦型充填包装機の横シール装置の構成を説明する図である。
【符号の説明】
1 縦型充填包装機
3 ボルト
10 縦シール装置
12 案内板
13 セーラー
20 横シール装置
22 カッター
23,24 バーベース
24a 係合部
24b 案内孔
25 回転中心
26 ヒータバー
27 受け部材
31 基体
32,33 支持板
33a 第1の孔
33b 第2の孔
33c 案内孔
34,35 スライダ軸
36 連結バー
37 回転アーム
38 第1のアーム
39 第2のアーム
40 シゴキローラ
45 投入パイプ
48 フィルム送りローラ
50 プーリー
51 タイミングベルト
52 回転軸
60 筒状フィルム
66 剣先形包装袋
67 長方形包装袋
SM サーボモータ

Claims (4)

  1. 筒状に形成された筒状フィルムを搬送しつつ充填物を投入し、充填物が充填された包装袋を製造する充填包装機に用いられ、前記筒状フィルムの幅方向に熱シールする横シール装置であって、
    前記筒状フィルムを間に置いて対向移動して前記筒状フィルムを全幅にわたって加圧し、熱シールする一対の横シールバーと、
    前記一対の横シールバーの、前記加圧面内で前記筒状フィルムの搬送方向に対する角度を可変にする角度切換え構造とを有する横シール装置。
  2. 前記角度切換え構造は、
    前記横シールバーまたは前記横シールバーを支持する支持部材の一方に設けられた係合突部と、
    前記横シールバーまたは前記支持部材の、前記係合突部が設けられていない一方に設けられるとともに、前記横シールバーと前記支持部材との姿勢を可変に前記係合突部と係合する係合凹欠部と、
    前記横シールバーと前記支持部材とを互いに固定する固定手段とを含む、請求項1に記載の横シール装置。
  3. 前記一対の横シールバーは、前記筒状フィルムを熱シールするための加熱手段が配設されるヒータバーと、前記ヒータバーに向かって進退可能に設けられ、熱シールによって形成された熱シール部を切断するカッターを備える受け部材とからなる、請求項1または2に記載の横シール装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の横シール装置と、筒状に形成された筒状フィルムを搬送するフィルム送り手段と、前記筒状フィルム内に充填物を投入する投入パイプとを有し、充填物が充填された包装袋を製造する充填包装機。
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